CZ293793B6 - Multiple data layer optical disk drive system with fixed aberration correction and optimum interlayer spacing - Google Patents

Multiple data layer optical disk drive system with fixed aberration correction and optimum interlayer spacing Download PDF

Info

Publication number
CZ293793B6
CZ293793B6 CZ19972735A CZ273597A CZ293793B6 CZ 293793 B6 CZ293793 B6 CZ 293793B6 CZ 19972735 A CZ19972735 A CZ 19972735A CZ 273597 A CZ273597 A CZ 273597A CZ 293793 B6 CZ293793 B6 CZ 293793B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
thickness
layer
spherical aberration
disc
substrate
Prior art date
Application number
CZ19972735A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ273597A3 (en
Inventor
Lattaámiltonárussell
Rosenáhalájervis
Rubinákurtáallan
Tangáwadeáwai@Chung
Original Assignee
Internationalábusinessámachinesácorporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Internationalábusinessámachinesácorporation filed Critical Internationalábusinessámachinesácorporation
Publication of CZ273597A3 publication Critical patent/CZ273597A3/en
Publication of CZ293793B6 publication Critical patent/CZ293793B6/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372Lenses
    • G11B7/1378Separate aberration correction lenses; Cylindrical lenses to generate astigmatism; Beam expanders
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/005Reproducing
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0009Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage
    • G11B2007/0013Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage for carriers having multiple discrete layers

Abstract

The invented multiple data layer optical disk drive system has fixed aberration correction and uses a disk (12) with maximum interlayer spacing for reduced interlayer crosstalk. In one embodiment the multiple data layer disk (12)¿has a substrate with a thickness that is reduced by approximately one-half the thickness of the spacer layer (44) that separates the first and last data layers. The disk (12) is designed to operate with a lens (210) that has spherical aberration correction to compensate for the thickness of a conventional single data layer disk (12). This allows the disk drive to handle multiple data layer disks as well as to be backward compatible and thus handle conventional single data layer disks. The thickness of the substrate material plus one-half the thickness of the spacer layer material (which may have a different index of refraction than the substrate material) is equivalent, for purposes of spherical aberration correction, to the thickness of the substrate material used in the conventional single data layer disk. The focused spot with minimum spherical aberration is thus located at the middle of the spacer layer rather than one the first data layer. The spacer layer thickness is selected so that when the focused spot is located on either the first or last data layer there is some deliberately designed spherical aberration, although an amount that is acceptable. As a result, the thickness of the spacer layer can be significantly increased to thereby reduce interlayer crosstalk. In another embodiment, the substrate thickness and spacer layer thickness are selected and then the lens is corrected for spherical aberration corresponding to the thickness of substrate material plus one-half the thickness of spacer layer material.

Description

(57) Anotace:(57)

Systém mechaniky optického disku s množstvím datových vrstev má pevnou korekci aberace a používá disk (12) s maximální vzdáleností mezi vrstvami pro snížení mezivrstvového přeslechu. V jednom provedení má disk (12) s množstvím datových vrstev substrát (40) o tloušťce, která je zmenšena přibližně na polovinu tloušťky oddělovací vrstvy (44), která odděluje první a poslední datovou vrstvu. Disk (12) je navržen pro funkci s čočkou (210), která má korekci sférické aberace pro kompenzaci tloušťky obvyklého disku (12) s jednou datovou vrstvou. To umožňuje, aby disková mechanika mohla pracovat s diskem s množstvím datových vrstev a aby byl zpětně kompatibilní s disky s obvyklou jednou datovou vrstvou. Tloušťka materiálu substrátu plus jedna polovina tloušťky materiálu oddělovací vrstvy (která může mít jiný index lomu než materiál substrátu) je ekvivalentní pro účel korekce sférické aberace tloušťce materiálu substrátu použitého v obvyklém disku s jednou datovou vrstvou. Zaostřený bod s minimální sférickou aberací se umístí uprostřed oddělovací vrstvy spíše než na první datové vrstvě. Tloušťka oddělovací vrstvy je zvolena tak, že když zaostřený bod je umístěn na první nebo na druhé datové vrstvě existuje jistá záměrná sférická aberace, nicméně má velikost, která je přijatelná. Následkem toho může být tloušťka oddělovací vrstvy významně zvětšena pro snížení mezivrstvového přeslechu. V jiném provedení jsou tloušťka substrátu a tloušťka oddělovací vrstvy a potom čočka korigovány na sférickou aberací odpovídající tloušťce materiálu substrátu plus jedna polovina tloušťky materiálu oddělovací vrstvy.The multi-layer optical disk drive system has fixed aberration correction and uses a disk (12) with a maximum layer spacing to reduce interlayer crosstalk. In one embodiment, the multiple data layer disc (12) has a substrate (40) having a thickness that is reduced to about half the thickness of the spacer layer (44) that separates the first and last data layers. The disc (12) is designed to function with a lens (210) having a spherical aberration correction to compensate for the thickness of a conventional single data layer disc (12). This allows the disk drive to operate with a plurality of data layer disks and to be backward compatible with conventional single data layer disks. The thickness of the substrate material plus one-half the thickness of the spacer layer material (which may have a different refractive index than the substrate material) is equivalent for the purpose of correcting spherical aberration to the thickness of the substrate material used in a conventional single data layer disk. The focus point with minimal spherical aberration is placed in the middle of the separating layer rather than on the first data layer. The thickness of the spacer layer is selected such that when the focus point is located on the first or second data layer there is some intentional spherical aberration, but it is of a size that is acceptable. As a result, the thickness of the spacer layer can be significantly increased to reduce the interlayer crosstalk. In another embodiment, the thickness of the substrate and the thickness of the spacer layer and then the lens are corrected for spherical aberration corresponding to the thickness of the substrate material plus one half of the thickness of the spacer layer material.

Systém mechaniky optického disku s množstvím datových vrstev s korekcí pevné aberace a optimálním rozmístěním mezivrstevOptical disc drive system with multiple data layers with fixed aberration correction and optimal interlayer layouts

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká optických disků, které mají množství datových vrstev a mechanik optických disků, které pracují s takovými disky.The present invention relates to optical discs having a plurality of data layers and optical disc drives operating with such discs.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Optické systémy pro ukládání dat poskytují prostředky pro ukládání velkých množství dat. K datům se přistupuje zaostřením laserového paprsku na malý bod na datové vrstvě optického média a potom detekcí odraženého paprsku světla. Optické systémy diskové mechaniky s odnímatelným optickým diskem jsou nejběžněji používaná forma optické paměti. V oboru jsou známy různé druhy těchto systémů. V systému ROM (systém s permanentní pamětí) jako je systém kompaktního disku (například CD-ROM, CD-Audio. CD-Video) jsou data permanentně uložena jako značky na disku při jeho výrobě. Data jsou snímána jako změna odrazivosti, když laserový paprsek přechází po datových značkách. Systém WORM (jednou zápis, vícekrát čtení) umožňuje uživateli zapisovat data vytvářením značek, například jamek, v záznamové vrstvě optického disku. Když jsou jednou data zaznamenána na disku, nemohou již být vymazána. Data v systému WORM se také snímají jako změna odrazivosti. Existují také vymazatelné optické systémy pro ukládání dat, jako je systém se změnou fáze a magneto-optický (M-O) systém. Zatímco systémy se změnou fáze čtou také data snímáním změny odrazivosti, magneto-optické systémy čtou data měřením rotace dopadající polarizace způsobené magneto-optickým médiem.Optical storage systems provide means for storing large amounts of data. Data is accessed by focusing the laser beam at a small point on the optical media data layer and then detecting the reflected light beam. Optical disc drive systems with a removable optical disc are the most commonly used form of optical memory. Various kinds of such systems are known in the art. In a ROM (permanent memory system) system such as a compact disc system (for example, a CD-ROM, CD-Audio, CD-Video), the data is permanently stored as markings on the disc during manufacture. The data is sensed as a reflectance change as the laser beam passes the data marks. The WORM system (write once, read multiple times) allows the user to write data by creating marks, such as wells, in the recording layer of the optical disc. Once recorded on the disc, it cannot be erased. The data in the WORM system is also sensed as a change in reflectance. There are also erasable optical storage systems, such as a phase change system and a magneto-optical (M-O) system. While phase-change systems also read data by sensing the reflectance change, magneto-optical systems read data by measuring the rotation of the incident polarization caused by the magneto-optical medium.

Pro zvýšení úložné kapacity optického disku byly navrženy systémy s několika datovými vrstvami. K optickému disku, který má dvě nebo více datových vrstev, lze přistupovat na různých vrstvách změnou ohniskové polohy čočky. Patentový spis US 5 202 875 společností IBM popisuje systém mechaniky optického disku s množstvím datových vrstev, kde optický disk obsahuje buď množství substrátů, kde každý má datovou vrstvu umístěný s odstupem odděleným vzduchovými mezerami, nebo množství datových vrstev v pevné struktuře. Patentový spis US 4 450 553 společnosti Philips, popisuje pevnou strukturu s množstvím datových vrstev, kde každá datová vrstva je typu CD. V takovém systému mechaniky optického disku s množstvím vrstev musí světlo z laseru procházet skrze jeden nebo několik světlo propouštějících substrátů disku pro získání přístupu k datovým vrstvám na různých substrátech. Zaostření světla poměrně tlustým, světlo propouštějícím substrátem zavádí sférickou aberaci do paprsku světla. Pokud není korigována, velikost bodu omezená ohybem se liší od dosažené velikosti. V případě obvyklých jednodiskových mechanik optických disků může být toto korigováno malou změnou tvaru povrchů zaostřovací čočky o pevnou velikost, protože velikost materiálu substrátu, kterým musí projít světlo, zůstává pevná. V mechanikách optických disků s mnoha datovými vrstvami je však nutná určitá forma nastavitelné aktivní kompenzace sférické aberace, protože světlo má být zaostřováno různým počtem a různými tloušťkami substrátů podle toho, ke které datové vrstvě se přistupuje. Například patentový spis US 5 097 464 společnosti Matsushita, popisuje CD systém s mnoha datovými vrstvami, který používá čočku s korekcí aberace pro datovou vrstvu nejvzdálenější od čočky a korektor délky optické dráhy, který je vložen do optické dráhy, když je laserový bod zaostřen na datovou vrstvu bližší k čočce. Také patentový spis US 5 202 875 společnosti IBM popisuje systém mechaniky optického disku s množstvím datových vrstev s aktivní kompenzací aberace.Systems with multiple data layers have been designed to increase the storage capacity of an optical disc. An optical disc having two or more data layers can be accessed on different layers by changing the focal position of the lens. U.S. Pat. No. 5,202,875 to IBM discloses a plurality of data layer optical disk drive systems wherein the optical disc comprises either a plurality of substrates each having a data layer spaced apart by air gaps or a plurality of data layers in a solid structure. U.S. Pat. No. 4,450,553 to Philips discloses a rigid structure with a plurality of data layers, each data layer being of the CD type. In such a multi-layer optical disk drive system, laser light must pass through one or more light-transmitting disk substrates to gain access to the data layers on different substrates. Focusing the light through a relatively thick, light-transmitting substrate introduces spherical aberration into the beam of light. If it is not corrected, the point size limited by bending differs from the achieved size. In the case of conventional single-disc optical disc drives, this can be corrected by a small change in the shape of the focusing lens surfaces by a fixed size, since the size of the substrate material to which the light must pass remains fixed. However, in multi-layer optical disc drives, some form of adjustable active spherical aberration compensation is necessary, since light is to be focused by varying the number and thickness of substrates depending on which data layer is accessed. For example, U.S. Pat. No. 5,097,464 to Matsushita discloses a multi-layer data system CD that uses an aberration correction lens for the data layer furthest from the lens and an optical path length corrector that is inserted into the optical path when the laser point is focused on the data a layer closer to the lens. Also, U.S. Pat. No. 5,202,875 to IBM discloses a multi-layer optical disk drive system with active aberration compensation.

Další problém v systémech mechanik optických disků s množstvím datových vrstev je potřeba kompatibility s běžnými disky s jednou datovou vrstvou, jako jsou CD disky. Například obvyklý CD disk používá substrát z polykarbonátu o tloušťce 1,20 mm. Mechanika CD disku s množstA further problem in multi-layer optical disk drive systems is the need for compatibility with conventional single layer data disks, such as CDs. For example, a conventional CD disc uses a 1.20 mm thick polycarbonate substrate. CD drive with quantity

-1 CZ 293793 B6 vím datových vrstev musí mít schopnost zaostření ohybem omezeného bodu na datové vrstvě běžného disku s jednou datovou vrstvou, a také na množství datových vrstev novějšího disku s množstvím datových vrstev. Další problém, který vzniká u systémů optických disků s množstvím datových vrstev, je přeslech způsobený nežádoucími datovými signály chyba zaostření a chyba sledování stopy ze sousedních datových vrstev, interferujícími se signály z požadované datové vrstvy. Tyto nežádoucí signály jsou známy jako mezivrstvový přeslech. Pro odstranění tohoto problému je nutné udržovat poměrně velkou vzdálenost mezi datovými vrstvami. Nicméně poměrně velká vzdálenost mezi datovými vrstvami, které jsou odděleny pevným oddělovacím materiálem, zvětšuje celkovou tloušťku disku a množství požadované aktivní korekce sférické aberace, což je nežádoucí.The data layer know must have the capability of bending a constrained point on the data layer of a conventional single layer data disk, as well as on a plurality of data layers of a newer disk with a plurality of data layers. Another problem that arises in optical disk systems with a plurality of data layers is crosstalk caused by unwanted data signals by focusing error and tracking error from adjacent data layers interfering with signals from the desired data layer. These undesirable signals are known as interlayer crosstalk. To overcome this problem, it is necessary to maintain a relatively large distance between the data layers. However, the relatively large distance between the data layers, which are separated by a solid release material, increases the overall disk thickness and the amount of active spherical aberration correction required, which is undesirable.

Existuje tudíž potřeba mechaniky optického disku, která pracuje s.disky s jednou i s mnoha datovými vrstvami a která minimalizuje účinek sférické aberace a mezivrstvového přeslechu.Thus, there is a need for an optical disc drive that operates with single and multi-layer discs and that minimizes the effect of spherical aberration and interlayer crosstalk.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Vynález tudíž vytváří systém ukládání optických dat obsahující: zdroj laserového světla, optické datové médium obsahující částečně pro světlo propustnou první datovou vrstvu, světlo odrážející druhou datovou vrstvu a světlo propouštějící oddělovací vrstvu umístěnou mezi a oddělující první a druhou datovou vrstvu tloušťkou uvedené oddělovací vrstvy, čočku umístěnou mezi zdrojem laserového světla a první datovou vrstvou média pro zaostření laserového světla do bodu, přičemž čočka má korekci sférické aberace, takže zaostřený bod má přibližně minimální sférickou aberaci, když je umístěn mezi první a druhou datovou vrstvou.Accordingly, the invention provides an optical data storage system comprising: a laser light source, an optical data medium comprising a partially light transmissive first data layer, a light reflecting second data layer, and a light transmitting spacer layer disposed between and separating the first and second data layers by the thickness of said spacer layer; positioned between the laser light source and the first data layer of the medium to focus the laser light to a point, wherein the lens has a spherical aberration correction such that the focused point has approximately minimal spherical aberration when positioned between the first and second data layers.

Druhým předmětem tohoto vynálezu je optický datový disk typu čitelného laserovým světlem procházejícím čočkou mající korekci sférické aberace. Disk obsahuje: světlo propouštějící substrát mající tloušťku tl a první povrch, tvořící vnější stranu disku, na kterou dopadá světlo laseru z čočky, první datovou vrstvu částečně propustnou pro světlo na povrchu substrátu protilehlém k uvedenému prvnímu povrchu, druhou datovou vrstvu odrážející světlo; a světlo propustnou oddělovací vrstvu mající tloušťku t2 a umístěnou mezi a oddělující první a druhou datovou vrstvu, přičemž tloušťka tl materiálu substrátu plus jedna polovina tloušťky t2 materiálu oddělovací vrstvy je podstatně rovna tloušťce materiálu odpovídající uvedené korekci sférické aberace čočky.A second object of the present invention is an optical data disc of the type readable by a laser light passing through a lens having a spherical aberration correction. The disc comprises: a light transmissive substrate having a thickness t1 and a first surface forming an outer side of the disc upon which the laser light from the lens strikes, a first light transmissive data layer partially on the substrate surface opposite said first surface, a second light reflecting data layer; and a light transmissive spacer layer having a thickness t2 disposed between and separating the first and second data layers, the substrate material thickness t1 plus one half of the spacer layer material thickness t2 being substantially equal to the material thickness corresponding to said lens spherical aberration correction.

Třetím předmětem tohoto vynálezu je systém mechaniky optického disku, obsahující: zdroj laserového světla, optický disk obsahující (a) pro světlo propustný substrát mající první povrch, který tvoří vnější stranu disku, na kterou dopadá laserové světlo, (b) částečně pro světlo propustnou první datovou vrstvu na povrchu podkladu protilehlém k uvedenému prvnímu povrchu, (c) světlo odrážející druhou datovou vrstvu, a (d) pro světlo propustnou oddělovací vrstvu umístěnou mezi a oddělující první a druhou datovou vrstvu tloušťkou uvedené oddělovací vrstvy, motor připojený k disku pro otáčení disku, čočku umístěnou mezi zdrojem laserového světla a uvedeným prvním povrchem substrátu pro zaostření laserového světla do bodu, přičemž čočka má korekci sférické aberace způsobené celkovou tloušťkou substrátu plus přibližně jednou polovinou tloušťky oddělovací vrstvy, a prostředek připojený k čočce pro pohyb čočky vzhledem k disku, takže zaostřený bod může být přemísťován z jedné datové vrstvy na jinou datovou vrstvu, čímž je-li bod umístěn na první datové vrstvě, má sférickou aberaci, protože celková tloušťka materiálu substrátu a materiálu oddělovací vrstvy je menší než tloušťka korekce sférické aberace přibližně o jednu polovinu tloušťky oddělovací vrstvy, a když je bod umístěn na druhé datové vrstvě, má sférickou aberaci, protože celková tloušťka materiálu substrátu a oddělovací vrstvy je větší než tloušťka s korekcí sférické aberace asi o jednu polovinu tloušťky oddělovací vrstvy.A third object of the present invention is an optical disc drive system comprising: a laser light source, an optical disc comprising (a) a light transmissive substrate having a first surface that forms an outer side of the disc upon which the laser light strikes; a data layer on the substrate surface opposite said first surface, (c) a light reflecting second data layer, and (d) a light transmissive spacer layer positioned between and separating the first and second data layers by a thickness of said spacer layer, a lens positioned between the laser light source and said first substrate surface to focus the laser light to a point wherein the lens has a spherical aberration correction caused by the total thickness of the substrate plus about one-half the thickness of the spacer layer, and means attached to the lens for movement of the lens relative to the disc so that the point of focus can be moved from one data layer to another data layer, thereby having a spherical aberration when the point is located on the first data layer because the total thickness of the substrate material and the separating layer material is less than the correction thickness spherical aberration by approximately one-half the thickness of the spacer layer, and when the point is located on the second data layer, it has spherical aberration because the total thickness of the substrate and spacer layer material is greater than the thickness with spherical aberration correction by about half the thickness of the spacer layer.

Čtvrtý předmět tohoto vynálezu je systém mechaniky optického disku (CD) obsahující: zdroj laserového světla, optický disk CD obsahující (a) světlo propouštějící substrát mající tloušťku tlA fourth object of the present invention is an optical disc (CD) drive system comprising: a laser light source, an optical CD comprising (a) a light transmitting substrate having a thickness of t1;

-2CZ 293793 B6 a první povrch tvořící vnější stranu disku, na kterou dopadá laserové světlo, (b) částečně světlo propouštějící první datovou vrstvu na povrchu substrátu protilehlém k uvedenému prvnímu povrchu, (c) světlo propouštějící oddělovací vrstvu mající tloušťku t2 a umístěnou na první datové vrstvě a (d) světlo odrážející druhou datovou vrstvu na oddělovací vrstvě a vzdálenou od první datové vrstvy přibližně o t2, motor připojený k disku pro otáčení disku, čočku umístěnou mezi zdrojem laserového světla a uvedeným prvním povrchem substrátu pro zaostření laserového světla do bodu, přičemž čočka má pevnou korekci sférické aberace, a prostředek připojený k čočce pro pohyb čočky vzhledem k disku, takže zaostřený bod může být přemísťován z jedné datové vrstvy na jinou datovou vrstvu, přičemž pevná korekce sférické aberace čočky má takovou hodnotu, že ohybem omezený zaostřený bod je přibližně ve vzdálenosti tl plus t2/2 od uvedeného prvního povrchu disku.And (b) partially transmitting the first data layer on the surface of the substrate opposite said first surface; (c) a light transmitting spacer layer having a thickness t2 and positioned on the first surface of the disc. a data layer, and (d) a light reflecting a second data layer on the spacer layer and spaced approximately 1 t 2 from the first data layer, a motor coupled to the disk to rotate the disk, a lens positioned between the laser light source and said first surface of the substrate to focus the laser light to a point; wherein the lens has fixed spherical aberration correction, and the means attached to the lens for moving the lens relative to the disc, such that the focus point can be moved from one data layer to another data layer, wherein the fixed spherical aberration correction has such a value that the point is approximately at a distance t1 plus t2 / 2 from said first surface of the disc.

Pátým předmětem tohoto vynálezu je optický disk pro ukládání dat typu čitelného laserovým světlem procházejícím čočkou mající korekci sférické aberace odpovídající pevné tloušťce světlo propouštějícího materiálu majícího známý index lomu, přičemž disk obsahuje světlo propouštějící substrát, částečně světlo propouštějící první datovou vrstvu, světlo odrážející druhou datovou vrstvu a světlo propouštějící oddělovací vrstvu, umístěnou mezi a oddělující první a druhou datovou vrstvu, přičemž tloušťka světlo propouštějícího substrátu plus jedna polovina tloušťky oddělovací vrstvy je podstatně ekvivalentní uvedené pevné tloušťce světlo propouštějícího materiálu majícího uvedený známý index lomu, pro který je čočka korigována na sférickou aberaci.A fifth aspect of the present invention is an optical disc for storing a laser-light-readable lens-type data storage having a spherical aberration correction corresponding to a fixed thickness of light transmissive material having a known refractive index, the disc comprising a light transmissive substrate partially light transmissive to the first data layer; and a light transmissive spacer layer located between and separating the first and second data layers, wherein the thickness of the light transmissive substrate plus one-half the thickness of the spacer layer is substantially equivalent to said fixed thickness of the light transmissive material having said known refractive index for which the lens is corrected for spherical aberration .

V upřednostňovaném provedení tohoto vynálezu je zajištěn systém mechaniky optického disku s množstvím datových vrstev, který má pevnou korekci aberace a používá disk s maximální vzdáleností mezi vrstvami pro omezení mezivrstvového přeslechu. V jednom provedení má disk s množstvím datových vrstev substrát o tloušťce, která je omezena asi na polovinu tloušťky oddělovací vrstvy oddělující první a druhou datovou vrstvu. Disk je navržen pro spolupráci s čočkou, která má korekcí sférické aberace pro kompenzaci pro tloušťku obvyklého disku s jednou datovou vrstvou. To umožňuje, že disková mechanika může pracovat s diskem s mnoha datovými vrstvami, a že je zpětně kompatibilní a tudíž může pracovat s běžnými disky s jednou datovou vrstvou. Tloušťka materiálu substrátu plus jedna polovina tloušťky materiálu oddělovací vrstvy (který může mít index lomu jiný než materiál substrátu) je ekvivalentní, pro účely korekce sférické aberace, k tloušťce materiálu substrátu použitého v obvyklém disku s jednou datovou vrstvou. Zaostřený bod s minimální sférickou aberací je tudíž umístěn uprostřed oddělovací vrstvy spíše než na první datové vrstvě. Tloušťka oddělovací vrstvy je zvolena tak, že když je zaostřený bod umístěn na první nebo na druhé datové vrstvě, existuje určitá záměrně navržená sférická aberace přijatelné velikosti. Následkem toho může být tloušťka oddělovací vrstvy významně zvětšena, aby se tím snížil mezivrstvový přeslech. V jiném provedení je tloušťka substrátu a tloušťka oddělovací vrstvy zvolena a potom je čočka korigována o sférickou aberaci odpovídající tloušťce materiálu substrátu plus jedné polovině tloušťky materiálu oddělovací vrstvy.In a preferred embodiment of the present invention, there is provided an optical disk drive system with a plurality of data layers having fixed aberration correction and using a disk with a maximum layer spacing to reduce interlayer crosstalk. In one embodiment, the multi-layer data disc has a substrate having a thickness that is limited to about half the thickness of the spacer layer separating the first and second data layers. The disk is designed to cooperate with a lens having a spherical aberration correction to compensate for the thickness of a conventional single layer data disk. This allows the disk drive to work with a multi-layered disk and is backward compatible and thus can work with conventional single-layered disk drives. The thickness of the substrate material plus one half the thickness of the spacer layer material (which may have a refractive index other than the substrate material) is equivalent, for spherical aberration correction purposes, to the thickness of the substrate material used in a conventional single data layer disk. The focus point with minimal spherical aberration is therefore located in the middle of the separating layer rather than on the first data layer. The thickness of the spacer layer is selected such that when the focus point is located on the first or second data layer, there is some intentionally designed spherical aberration of acceptable size. As a result, the thickness of the separating layer can be significantly increased in order to reduce the interlayer crosstalk. In another embodiment, the thickness of the substrate and the thickness of the spacer layer are selected, and then the lens is corrected for spherical aberration corresponding to the thickness of the substrate material plus one half of the thickness of the spacer layer material.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1 schématický diagram systému mechaniky optického disku podle tohoto vynálezu ve formě systému CD obr. 2 schématický diagram optické hlavy a dvouvrstvového disku pro systém mechaniky optického disku obr. 3 blokové schéma řídicí jednotky systému mechaniky optického diskuBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of an optical disc drive system of the present invention in the form of a CD system; FIG. 2 is a schematic diagram of an optical head and a double layer disc for an optical disc drive system; schematic diagram of the optical disk drive system controller

-3CZ 293793 B6 obr. 4 graf znázorňující intenzitu světla zaostřeného bodu jako funkci polohy napříč paprskem pro dva případy: křivka A s minimální sférickou aberací a křivka B se značnou sférickou aberací obr. 5 graf Strehlova poměru pro dva materiály s různými indexy lomu jako funkce vzdálenosti od místa, ve kterém je sférická aberace minimální pro čočku sN.A. = 0,45 obr. 6 řez dvouvrstvým diskem znázorňující bod s minimální sférickou aberací umístěný uprostřed oddělovací vrstvy obr. 7 srovnání 1-Strehlova poměru jako funkce dosažitelného oddělení datových vrstev (tloušťka oddělovací vrstvy) pro dva systémy mechaniky optického disku s čočkou s N.A. = 0,55, jeden kde bod sminimem sférické aberace je umístěn na první datové vrstvě a jeden kde bod s minimem sférické aberace je umístěn uprostřed oddělovací vrstvy obr. 8 řez dvouvrstvým diskem s tenkým prachovým povlakem znázorňující bod s minimální sférickou aberací umístěný uprostřed oddělovací vrstvy-3EN 293793 B6 Fig. 4 graph showing the intensity of light of the focus point as a function of the cross-beam position for two cases: curve A with minimal spherical aberration and curve B with considerable spherical aberration fig. 5 graph of Strehl ratio for two materials with different refractive indices as a function the distance from where the spherical aberration is minimal for the sN.A lens. = 0.45 Fig. 6 is a cross-sectional view of a double-layer disk showing a minimum spherical aberration point located in the middle of the separating layer. Fig. 7 Comparison of 1-Strehl ratio as a function of achievable data layer separation (separating layer thickness) for two N.A optical disc drive systems. = 0.55, one where sminim spherical aberration point is located on the first data layer and one where spherical aberration minimum point is located in the middle of the separating layer Fig. 8 a cross-section of a double-layer thin powder coating showing

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Obr. 1 je schématický diagram úložného systému dat na optickém disku podle tohoto vynálezu označeného vztahovou značkou 10. Systém 10 bude vysvětlen pomocí CD optického disku. Systém 10 obsahuje optický disk 12 pro uložení dat, který je přednostně uložen odnímatelně na svěracím vřetenu 14. jak je v oboru známo. Vřeteno 14 je připojeno k motoru 16, který je připojen k šasi 20. Motor 16 otáčí vřetenem 14 a diskem 12.Giant. 1 is a schematic diagram of a data storage system on an optical disc according to the present invention denoted by 10. The system 10 will be explained by means of a CD optical disc. The system 10 comprises an optical data storage disk 12, which is preferably mounted detachably on the clamping spindle 14, as is known in the art. The spindle 14 is connected to the motor 16, which is connected to the chassis 20. The motor 16 rotates the spindle 14 and the disc 12.

Pod diskem 12 je uložena optická hlava 22. Optická hlava 22 je připojena k ramenu 24. které je připojeno k ovládacímu zařízení, jako je motor 26 s kmitavou cívkou. Motor 26 s kmitavou cívkou je připojen k šasi 20 a pohybuje ramenem 24 a optickou hlavou 22 v radiálním směru pod diskem 12.An optical head 22 is disposed below the disc 12. The optical head 22 is connected to an arm 24 which is connected to a control device such as an oscillating coil motor 26. The oscillating coil motor 26 is coupled to the chassis 20 and moves the arm 24 and the optical head 22 in the radial direction below the disc 12.

Obr. 2 znázorňuje schématický diagram jednoho provedení optické hlavy 22 a disku 12 z obr. 1. Optická hlava 22 obsahuje laserovou diodu jako zdroj 200 laserového světla, která může být galioaluminoarsenidová dioda vyvíjející primární světelný paprsek 202 o vlnové délce asi 780 nanometrů. Světelný paprsek 202 je nejprve ohnut mřížkou 201 pro vytvoření dvou sekundárních paprsků pro stopy, přídavně k primárnímu datovému paprsku a potom je zaostřen čočkou 203. Výsledný třísložkový paprsek 204 potom prochází děličem 205 paprsku. Jedna část paprsku 204 je děličem 205 odražena k čočce 206 a k optickému detektoru 207. Detektor 207 je použit pro monitorování výkonu laserového paprsku 204. Paprsek 204 z děliče 205 nejprve probíhá k a je odrážen zrcadlem 208. Paprsek 204 potom prochází zaostřovací čočkou 210 a je zaostřován na bod omezený difrakcí. Čočka 210 je uložena v držáku 214, jehož poloha je nastavena vzhledem k disku 12 ovládacím motorem 216 zaostření, což může být motor s kmitavou cívkou. Pohyb čočky 210 ovladačem zaostření pohybuje zaostřeným bodem mezi dvěma datovými vrstvami 52, 62 disku 12.Giant. 2 is a schematic diagram of one embodiment of the optical head 22 and disc 12 of FIG. 1. The optical head 22 includes a laser diode as a laser light source 200, which may be a gallium aluminaarsenide diode producing a primary light beam 202 having a wavelength of about 780 nanometers. The light beam 202 is first bent by the grid 201 to form two secondary beams for tracks, in addition to the primary data beam, and then is focused by the lens 203. The resulting three-component beam 204 then passes through the beam splitter 205. One portion of the beam 204 is reflected by the beam splitter 205 to the lens 206 and the optical detector 207. The detector 207 is used to monitor the power of the laser beam 204. The beam 204 from the beam 205 initially extends to and is reflected by mirror 208. The beam 204 then passes through the focusing lens 210 and is focused to a point limited by diffraction. The lens 210 is housed in a holder 214, the position of which is adjusted relative to the disc 12 by the focus control motor 216, which may be an oscillating coil motor. The movement of the lens 210 by the focus controller moves the focus point between the two data layers 52, 62 of the disc 12.

Část světelného paprsku 204 je odrážena od datové vrstvy 52, 62 jako odražený paprsek 220. Paprsek 220 se vrací skrze čočku 210 a je odrážen zrcadlem 208. U děliče 205 paprsku je paprsek 220 směrován skrze astigmatickou čočku 232 a na mnohaprvkový optický detektor 234.Part of the light beam 204 is reflected from the data layer 52, 62 as a reflected beam 220. The beam 220 returns through the lens 210 and is reflected by the mirror 208. At the beam splitter 205, the beam 220 is directed through the astigmatic lens 232 and to the multi-element optical detector 234.

Obr. 3 je blokový diagram řídicího systému mechaniky optického disku a je označen vztahovou značkou 300 . Mnohaprvkový detektor 234 (viz obr. 2) generuje výstupní signály, které obsahují datové signály, signál chyby zaostření a signály chyby stop. Tyto signály jsou zesilovány zesilovačem 236 signálů a jsou posílány přímo do řídicí jednotky 314. Vrcholový detektor 310 přijímáGiant. 3 is a block diagram of an optical disk drive control system and is indicated by 300. The multi-element detector 234 (see FIG. 2) generates output signals that include data signals, a focus error signal, and a stop error signal. These signals are amplified by a signal amplifier 236 and are sent directly to the control unit 314. The peak detector 310 receives

-4CZ 293793 B6 také signály chyby zaostření a vrcholový detektor 312 přijímá také signály chyby stop ze zesilovače 236. Řídicí jednotka 314 přijímá také vstupní signály z vrcholového detektoru 310 signálu chyby zaostření, z vrcholového detektoru 312 signálu chyby stop a z detektoru 207 výkonu laseru. Řídicí jednotka 314 je řídicí jednotka diskové mechaniky založená na mikroprocesoru. Řídicí jednotka 314 je také připojena k a řídí zdroj 200 laserového světla, motor 26 hlavy, motor 16 vřetena a ovládací motor 216 zaostření.Also, the focus error signals and peak detector 312 also receive stop error signals from amplifier 236. The control unit 314 also receives input signals from peak focus error signal detector 310, peak peak error signal detector 312 and laser power detector 207. The controller 314 is a microprocessor-based disk drive controller. The control unit 314 is also connected to and controls the laser light source 200, the head motor 26, the spindle motor 16, and the focus control motor 216.

Na obr. 2 je disk 12 znázorněn v průřezu. Disk 12 obsahuje světlo propouštějící substrát 40 typicky z polykarbonátu. První povrch 41 substrátu 40 je uložen proti čočce 210 a je to strana, na kterou dopadá světlo. Protilehlý povrch substrátu 40 má na sobě vytvořenu první datovou vrstvu 52. Datová vrstva 52 je vzor důlků nebo prohlubní vytvořených v povrchu substrátu 40 a pokrytých filmem z částečně světlo propouštějícího materiálu. Datová vrstva 52 je vytvořena obvyklým litím střikem, ražením nebo replikací fotopolymeru. Substrát 40 a první datová vrstva 52 jsou podobné jako v obvyklém disku CD, až na to, že film pokrývající vzor důlků na povrchu substrátu 40 je částečně propustný pro světlo spíše než úplně odrazivý. Tento film z materiálu může být vytvořen z nějakého obvyklého polovodičového materiálu (například z amorfního Si. SiC, GaSb), z dielektrického materiálu (například ZrO2, SiN), nebo z kovového materiálu (například Al, Au). Tyto materiály mohou být naneseny naprašováním nebo naparováním, jak je v oboru známo, a mají tloušťku v rozsahu od 30 do 300 Angstromů. Světlo propouštějící oddělovací vrstva 44 je vytvořena na datové vrstvě 52. Oddělovací vrstva 44 může být vytvořena z fotopolymerového materiálu nanášeného předením. Alternativně může být oddělovací vrstva44 vytvořena procesem laminování, například nalepením tenkého plastického listu s vyraženou datovou vrstvou 62 na krycí film datové vrstvy 52 na substrátu 40. Povrch oddělovací vrstvy 44 protilehlý k povrchu, který je ve styku s datovou vrstvou 52, má na sobě vytvořenu druhou datovou vrstvu 62. Datová vrstva 62 obsahuje také vzor důlků vytvořených na povrchu oddělovací vrstvy 44, a krycí film z materiálu odrážejícího světlo jako je slitina hliníku. Slitina hliníku pokrývající film je přednostně totálně odrazivá, když datová vrstva 62 je poslední datová vrstva disku s množstvím datových vrstev a má typicky tloušťku v rozsahu od 100 do 1000 Angstromů. Vyražený vzor datové vrstvy 62 může být vytvořen fotopolymerizačním postupem razidlem v dotyku s polymerem zpracovaným ultrafialovým zářením. Je-li oddělovací vrstva 44 vytvořena laminováním, datová vrstva 62 může být předem vyražena na plastickém listu před tím, než je list přilepen na substrát 40. Typicky je hloubka důlků raženého vzoru v datové vrstvě 52, 62 v rozsahu od 1000 do 2000 Angstromů. Nakonec se vytvoří ochranná vrstva 70 z fotopolymeru na datové vrstvě 62 předením s následným tepelným zpracováním. Dvouvrstvový CD znázorněný na obr. 2 je disk se dvěma datovými vrstvami. Substrát 40 má tloušťku tl a je vytvořen z materiálu propustného pro světlo s indexem lomu nl. Oddělovací vrstva 44 má tloušťku t2 a je vytvořena z materiálu propustného pro světlo s indexem lomu n2. V disku 12 mohou být použity přídavné datové vrstvy. Například mohou být přídavné vyražené vzory a částečně pro světlo propustné filmy vytvořeny mezi první a druhou datovou vrstvou 52, 62.In Fig. 2, the disc 12 is shown in cross-section. The disc 12 comprises a light transmissive substrate 40 typically of polycarbonate. The first surface 41 of the substrate 40 is positioned opposite the lens 210 and is the light-incident side. The opposite surface of the substrate 40 has a first data layer 52 formed thereon. The data layer 52 is a pattern of dimples or depressions formed in the surface of the substrate 40 and covered with a film of partially light transmissive material. The data layer 52 is formed by conventional die casting, embossing or replication of the photopolymer. The substrate 40 and the first data layer 52 are similar to those of a conventional CD, except that the film covering the dimple pattern on the surface of the substrate 40 is partially transmissive to light rather than fully reflective. This film of material may be formed of any conventional semiconductor material (e.g., amorphous Si. SiC, GaSb), a dielectric material (e.g., ZrO 2, SiN), or a metallic material (e.g., Al, Au). These materials can be deposited by sputtering or vapor deposition as known in the art and have a thickness ranging from 30 to 300 Angstroms. The light transmissive spacer layer 44 is formed on the data layer 52. The spacer layer 44 may be formed from a spinning photopolymer material. Alternatively, the separating layer 44 may be formed by a laminating process, for example by sticking a thin plastic sheet with an embossed data layer 62 onto the covering film of the data layer 52 on the substrate 40. The surface of the separating layer 44 opposite to the surface in contact with the data layer 52 has the data layer 62. The data layer 62 also includes a pattern of dimples formed on the surface of the spacer layer 44, and a cover film of a light reflecting material such as an aluminum alloy. The aluminum alloy covering the film is preferably totally reflective when the data layer 62 is the last data layer of the disc with a plurality of data layers and typically has a thickness ranging from 100 to 1000 Angstroms. The embossed pattern of data layer 62 may be formed by a punch-in-photopolymerization process in contact with an ultraviolet-treated polymer. If the spacer layer 44 is formed by lamination, the data layer 62 may be pre-embossed on the plastic sheet before the sheet is adhered to the substrate 40. Typically, the depth of the embossed pattern in the data layer 52, 62 ranges from 1000 to 2000 Angstroms. Finally, a photopolymer protective layer 70 is formed on the data layer 62 by spinning followed by heat treatment. The double layer CD shown in FIG. 2 is a dual data layer disc. The substrate 40 has a thickness t1 and is made of a light-permeable material with a refractive index n1. The separating layer 44 has a thickness t2 and is made of a light-permeable material with a refractive index n2. Additional data layers may be used in the disc 12. For example, additional embossed patterns and partially light transmissive films may be formed between the first and second data layers 52, 62.

Nyní bude popsána funkce systému 10 optického disku (viz obr. 1) s přihlédnutím k obr. 2 a obr. 3. Řídicí jednotka 314 řídí motor 16, který otáčí diskem 12 a motor 26, který pohybuje optickou hlavou 22 do správné polohy pod diskem 12. Zdroj 200 laserového světla je napájen, aby četl data z disku 12. Světelný paprsek 204 je zaostřen čočkou 210 na téměř difrakcí omezený bod a tento zaostřený bod je umístěn na jedné z datových vrstev 52, 62. Odražený paprsek 220 se obrací a je směrován na víceprvkový detektor 234 astigmatickou čočkou 232. Signály chyby zaostření, chyby stop a datové signály jsou na výstupu detektoru 234 a jsou zesilovány zesilovačem 236 (viz obr. 3). Signál chyby zaostření je použit řídicí jednotkou 314 obvyklou technikou servořízení pro řízení motoru 216 ovladače zaostření, takže čočka 210 udržuje bod na žádané datové vrstvě (například datové vrstvě 52), když se disk 12 otáčí. Žádá-li se čtení dat z datové vrstvy 62, řídicí jednotka 314 ovládá motor 216 ovladače zaostření, aby pohyboval čočkou tak, aby se bod přemístil z datové vrstvy 52 na datovou vrstvu 62. Když je bod umístěn na datové vrstvě 62, světlo z čočky 210 projde celou tloušťkou tl substrátu 40 a tloušťkou t2 oddělovací vrstvy 44.The operation of the optical disk system 10 (see FIG. 1) will now be described with reference to FIGS. 2 and 3. The control unit 314 controls the motor 16 that rotates the disk 12 and the motor 26 that moves the optical head 22 to the correct position under the disk. 12. The laser light source 200 is powered to read data from the disc 12. The light beam 204 is focused by the lens 210 at an almost diffraction-restricted point, and the focus point is located on one of the data layers 52, 62. The reflected beam 220 is reversed and is It is directed to the multi-element detector 234 by the astigmatic lens 232. Focus error signals, stop errors, and data signals are output to the detector 234 and are amplified by an amplifier 236 (see FIG. 3). The focus error signal is used by the control unit 314 by a conventional servo control technique to control the focus driver motor 216 so that the lens 210 maintains a point on the desired data layer (e.g., data layer 52) when the disc 12 is rotating. When reading data from the data layer 62 is desired, the controller 314 controls the focus controller motor 216 to move the lens to move the point from the data layer 52 to the data layer 62. When the point is located on the data layer 62, the light from the lens 210 passes the entire thickness t1 of the substrate 40 and the thickness t2 of the spacer layer 44.

-5 CZ 293793 B6-5 CZ 293793 B6

V systému mechaniky optického disku se požaduje, aby průměr zaostřeného bodu byl co možno nejmenší a aby bylo minimum sférické aberace. Protože světlo prochází substrátem, index lomu a tloušťka substrátu musí být zahrnuty v návrhu čočky objektivu. Čočka je tudíž navržena tak, aby měla korekci sférické aberace, která odpovídá pevné tloušťce světlo propouštějícího materiálu majícího známý index lomu. Obr. 4 je graf intenzity světla zaostřeného bodu jako funkce boční odchylky ze středu bodu pro dva různé body, z nichž jeden má minimum sférické aberace a druhý má významnou sférickou aberaci způsobenou nevhodnou tloušťkou substrátu. Křivka A na obr. 4 představuje bod s minimální sférickou aberaci a je to v podstatě Gaussovo rozdělení intenzity světla. Průměr bodu omezený difřakcí je definován jako plná šířka na polovině maximální intenzity amplitudy a je vyznačen pro křivku A na obr. 4. Křivka B na obr. 4 představuje bod se sférickou aberaci a znázorňuje nižší vrchol intenzity a přítomnost bočních větví. Jestliže čočka v mechanice optického disku není korigována pro správnou tloušťku substrátu, body na datové vrstvě budou mít sférickou aberaci. To je nežádoucí, protože datový signál, signál chyby zaostření a signál chyby stop závisí na maximálním optickém rozlišení.The optical disk drive system requires that the focus point diameter be as small as possible and that there is a minimum of spherical aberration. Since light passes through the substrate, the refractive index and thickness of the substrate must be included in the lens design. The lens is therefore designed to have a spherical aberration correction that corresponds to a fixed thickness of the light transmissive material having a known refractive index. Giant. 4 is a plot of light intensity of a focused point as a function of a lateral deviation from the center of the point for two different points, one having a minimum of spherical aberration and the other having a significant spherical aberration due to inappropriate substrate thickness. The curve A in Figure 4 represents a point with minimal spherical aberration and is essentially a Gaussian light intensity distribution. The diameter of the point limited by diffraction is defined as the full width at half of the maximum amplitude intensity and is plotted for curve A in Figure 4. Curve B in Figure 4 represents a spherical aberration point and shows a lower intensity peak and the presence of side branches. If the lens in the optical disc drive is not corrected for the proper substrate thickness, the points on the data layer will have spherical aberration. This is undesirable because the data signal, focus error signal and stop error signal depend on the maximum optical resolution.

Poměr vrcholové intenzity bodu s aberaci k vrcholové intenzity bodu omezeného difřakcí bez aberace je označený jako Strehlův poměr. Obr. 5 je graf Strehlova poměru jako funkce odchylky tloušťky od tloušťky substrátu, pro který byla čočka navržena, pro dva materiály mají různé indexy lomu, pro čočku s N.A. = 0,45. Plná čáraje Strehlův poměr pro materiál s indexem lomu 1,57 (například polykarbonát) a přerušovaná čáraje Strehlův poměr s indexem lomu 1,10. Pro tloušťku s nulovou odchylkou světlo prošlo přesnou vzdáleností, pro kterou byla čočka korigována na sférickou aberaci, takže Strehlův poměr je teoreticky 1,0. Nicméně když světlo projde větší nebo menší tloušťkou vrstvy materiálu, bod bude mít sférickou aberaci. V případě obvyklého CD systému s n=l,57 a s čočkou mající číselný otvor (N.A.) 0,45, je minimální přijatelný Strehlův poměr asi 0,9. To odpovídá odchylce tloušťky materiálu asi +/0,125 mm. Pro systém se dvěma datovými vrstvami popsanými a znázorněnými na obr. 2, to znamená, že jestliže oddělovací vrstva 44 je také z materiálu s indexem lomu blízkým 1,57, potom oddělovací vrstva 44 nemůže být tlustší než asi 0,125 mm nebo bod bude mít nepřiměřeně velkou sférickou aberaci, když je zaostřen na datovou vrstvu 62. Pro čočku s N.A. = 0,55 se stejně velkým vyžadovaným Strehlovým poměrem 0,9 nemůže být tloušťka oddělovací vrstvy 44 větší než asi 0,05 mm. Problém sférické aberace v mechanice vícevrstvého optického disku je nejlépe rozřešen tím, že se oddělovací vrstva vytvoří co možno nejtenčí. Zvláštním problémem mechaniky vícevrstvého optického disku je mezivrstvový přeslech z přilehlých datových vrstev když je bod umístěn na požadované datové vrstvě. Tento problém je nejlépe vyřešen tím, že se vytvoří oddělovací vrstva 44 co nejtlustší.The ratio of the peak intensity of aberration point to the peak intensity of a point limited by diffraction without aberration is referred to as the Strehl ratio. Giant. 5 is a graph of the Strehl ratio as a function of the thickness variation from the thickness of the substrate for which the lens was designed, for two materials having different refractive indices, for an N.A. lens. = 0.45. Solid lines Strehl ratio for material with refractive index 1.57 (for example polycarbonate) and dashed lines Strehl ratio with refractive index 1.10. For a zero-deviation thickness, light passed the exact distance for which the lens was corrected for spherical aberration, so that the Strehl ratio is theoretically 1.0. However, when light passes through a greater or lesser thickness of the material layer, the point will have a spherical aberration. In the case of a conventional CD system with n = 1.57 and a lens having a numerical aperture (N.A.) of 0.45, the minimum acceptable Strehl ratio is about 0.9. This corresponds to a material thickness deviation of about +/- 0.125 mm. For a system with two data layers described and shown in Figure 2, that is, if the spacer layer 44 is also of a material with a refractive index close to 1.57, then the spacer layer 44 cannot be thicker than about 0.125 mm or the point will be disproportionately large spherical aberration when focused on the data layer 62. For a NA lens = 0.55 with the same required Strehl ratio of 0.9, the thickness of the separating layer 44 cannot be greater than about 0.05 mm. The problem of spherical aberration in the multilayer optical disc drive is best solved by making the spacer layer as thin as possible. A particular problem of the multilayer optical disc drive is the interlayer crosstalk from adjacent data layers when the point is located on the desired data layer. This problem is best solved by making the separating layer 44 as thick as possible.

Podle tohoto vynálezu je mechanika optického disku s množstvím datových vrstev navržena tak, že zaostřený bod s minimální sférickou aberaci není umístěn na některé datové vrstvě. Místo toho je bod přednostně umístěn uprostřed mezi oběma datovými vrstvami nejblíže a nejdále od čočky. V případě dvouvrstvého CD optického disku, jako je na obr. 2, je mechanika disku navržena tak, že bod s minimální sférickou aberaci je umístěn uprostřed oddělovací vrstvy 44.According to the present invention, an optical disk drive with a plurality of data layers is designed such that a focus point with minimal spherical aberration is not located on any data layer. Instead, the point is preferably located midway between the two data layers nearest and farthest from the lens. In the case of a double layer CD optical disc, as in Fig. 2, the disc drive is designed such that a point with minimal spherical aberration is located in the middle of the spacer layer 44.

Jak je tedy patrno z obr. 6, zaostřený bod s minimální sférickou aberaci je znázorněn tak, jakoby byl umístěn přibližně uprostřed oddělovací vrstvy 44 (to znamená ve vzdálenosti t2/2 od datových vrstev 52 a 62). Tloušťka materiálu, kterým projde světlo k bodu, je asi tloušťka tl substrátu 40 s indexem lomu nl a polovina tloušťky oddělovací vrstvy 44 (t2/2), s indexem lomu n2.Thus, as shown in FIG. 6, the focus point with minimal spherical aberration is shown as being positioned approximately in the middle of the spacer layer 44 (i.e., at a distance t2 / 2 from the data layers 52 and 62). The thickness of the light-transmitting material to the point is about the thickness t1 of the substrate 40 with the refractive index n1 and half the thickness of the separating layer 44 (t2 / 2) with the refractive index n2.

V upřednostňovaném provedení je čočka 210 podobná čočce používané v obvyklých mechanikách jednovrstvého optického disku, to znamená korigovaných pro polykarbonát (nl = 1,57) o tloušťce 1,20 mm. Nicméně v upřednostňovaném provedení má substrát 40 tloušťku, která není rovna tloušťce obvyklých substrátů, nýbrž obvyklé tloušťce menší než t2/2 oddělovací vrstvy 44.In a preferred embodiment, the lens 210 is similar to that used in conventional single-layer optical disc drives, i.e., corrected for polycarbonate (n1 = 1.57) with a thickness of 1.20 mm. However, in a preferred embodiment, the substrate 40 has a thickness that is not equal to the thickness of conventional substrates, but a conventional thickness less than t 2/2 of the spacer layer 44.

V CD mechanice provedené podle tohoto vynálezu s čočkou mající N.A. = 0,45 je tloušťka tl substrátu 40 asi 1,075 mm a oddělovací vrstva 44 má tloušťku t2 asi 0,25 mm. Pro čočku s N.A. = 0,55 by tloušťka tl substrátu 40 měla být asi 1,1 mm a oddělovací vrstva 44 by měla mítIn a CD drive made according to the present invention with a lens having an N.A. = 0.45, the thickness t1 of the substrate 40 is about 1.075 mm, and the spacer layer 44 has a thickness t2 of about 0.25 mm. For a N.A. = 0.55, the thickness t1 of the substrate 40 should be about 1.1 mm and the spacer layer 44 should have a thickness

-6CZ 293793 B6 tloušťku 22 asi 0,10 mm. Oddělovací vrstva 44 je přednostně z polymeru, který má index lomu dostatečně blízký indexu lomu polykarbonátu, který má pouze druhořadý vliv v korekcí sférické aberace a nemusí být zpracován na vybranou tloušťku tl substrátu. Je-li však index lomu oddělovací vrstvy 44 odlišný od indexu lomu substrátu 40, tloušťka tl substrátu 40 se nastaví tak, že tloušťka tl materiálu substrátu 40 s indexem lomu nl a tloušťka t2/2 oddělovací vrstvy 44 s indexem lomu n2 jsou společně ekvivalentní s tloušťkou materiálu, pro který je čočka korigována o sférickou aberaci.The thickness 22 is about 0.10 mm. The spacer layer 44 is preferably of a polymer having a refractive index sufficiently close to that of a polycarbonate that has only a minor effect in correcting spherical aberration and need not be processed to a selected substrate thickness t1. However, if the refractive index of the separating layer 44 is different from the refractive index of the substrate 40, the thickness t1 of the substrate 40 is adjusted such that the thickness t1 of the substrate material 40 with refractive index n1 and the thickness t2 / 2 of the separating layer 44 with refractive index n2 are equivalent to the thickness of the material for which the lens is corrected for spherical aberration.

Tloušťka t2 oddělovací vrstvy 44 se zvolí na základě minimálního přijatelného Strehlova poměru, který je závislý na N.A. čočky a na indexu lomu materiálu substrátu 40. Tloušťka 22 se zvolí tak, že t2/2 odpovídá maximu variace tloušťky, kde sférická aberace je ještě přijatelná. Pro mechaniku CD se dvěma datovými vrstvami s N.A. = 0,45 je to t2/2=0,125 mm (Strehlův poměr = 0,9) nebo t2 = 0,250 mm. Výsledkem je zdvojení tloušťky oddělovací vrstvy 44 oproti případům, kdy zaostřený bod s minimální sférickou aberaci byl umístěn na první datové vrstvě. Účinek mezivrstvového přeslechu je podstatně omezen, zatímco velikost sférické aberace v obou datových vrstvách 52, 62 je ještě přijatelná.The thickness t2 of the spacer layer 44 is selected based on a minimum acceptable Strehl ratio that is dependent on N.A. The thickness 22 is selected such that t 2/2 corresponds to the maximum thickness variation where spherical aberration is still acceptable. For a dual-layer CD drive with N.A. = 0.45 is t2 / 2 = 0.125 mm (Strehl ratio = 0.9) or t2 = 0.250 mm. As a result, the thickness of the separating layer 44 is doubled compared to cases where a focus point with minimal spherical aberration has been placed on the first data layer. The effect of the interlayer crosstalk is substantially limited, while the amount of spherical aberration in both data layers 52, 62 is still acceptable.

Výhoda provedení podle tohoto vynálezu spočívá v tom, že jelikož čočka je korigována na sférickou aberaci pro obvyklou tloušťku substrátu optického disku s jednou datovou vrstvou, mechanika optického disku může také pracovat s obvyklými disky s jednou datovou vrstvou.An advantage of embodiments of the present invention is that since the lens is corrected for spherical aberration for a typical substrate thickness of a single data layer optical disc, the optical disc drive can also work with conventional single data layer discs.

V případě mechaniky optického disku CD je mechanika ovladatelná s diskem se dvěma datovými vrstvami (tloušťka substrátu tl = 1,075 mm a oddělovací vrstva má tloušťku t2 = 0,25 mm) je zpětně kompatibilní s existujícími optickými disky CD s jednou datovou vrstvou (tloušťka substrátu = 1,20 mm).In the case of an optical CD drive, the drive is manageable with a dual data layer disc (substrate thickness tl = 1.075 mm and the spacer layer has a thickness t2 = 0.25 mm) is backward compatible with existing single data layer optical CDs (substrate thickness = 1.20 mm).

V alternativním provedení tohoto vynálezu jsou tloušťky substrátu 40 a oddělovací vrstvy 44 zvoleny pro optimalizaci chování disku s několika datovými vrstvami a čočka je korigována na sférickou aberaci pro zvolenou tloušťku tl substrátu 40 s indexem lomu nl a tloušťku t2 oddělovací vrstvy 44 s indexem lomu n2. V případě optických disků CD může být obvyklý substrát o tloušťce 1,20 mm použit pro systém se dvěma datovými vrstvami a oddělovací vrstva 44 může být vyrobena s tloušťkou 0,250 mm. Čočka by potom byla korigována pro tloušťku 1,325 mm [1,20 + (t2/2 = 0,125) ] materiálu (předpokládaje N.A. = 0,45 a oddělovací vrstva 44 je vyrobena z materiálu s indexem lomu dostatečně blízkého k 1,57, který má zanedbatelný účinek na korekci sférické aberace).In an alternative embodiment of the present invention, the thicknesses of the substrate 40 and the spacer layer 44 are selected to optimize the behavior of the multi-layer disk and the lens is corrected for spherical aberration for the selected thickness t1 of the refractive index substrate nl. In the case of optical CDs, a conventional 1.20 mm thick substrate can be used for a dual data layer system, and the spacer layer 44 can be made 0.250 mm thick. The lens would then be corrected for a thickness of 1.355 mm [1.20 + (t2 / 2 = 0.125)] of the material (assuming NA = 0.45 and the separating layer 44 is made of a material with a refractive index sufficiently close to 1.57 having a negligible effect on spherical aberration correction).

Způsob korekce čoček pro známou sférickou aberaci v systémech majících planparalelní substrát je velmi dobře známá technika. Vlnová délka světla a tloušťka a index lomu materiálu, kterým musí procházet světlo, jsou použity k vyvinutí polynomické rovnice, která představuje tvar čočky. Způsob, který popsal například R. Kingslake v pojednání Lens Design Fundamentals, str. 119-122 a 205-208, Academie Press, 1978, není součástí tohoto vynálezu.A method of correcting lenses for known spherical aberration in systems having a planar parallel substrate is a well known technique. The wavelength of light and the thickness and refractive index of the material to which light must pass are used to develop a polynomial equation that represents the shape of the lens. The method described, for example, by R. Kingslake in Lens Design Fundamentals, pp. 119-122 and 205-208, Academic Press, 1978, is not part of the present invention.

Obr. 7 znázorňuje umístění zvětšené datové vrstvy, která je proveditelná podle tohoto vynálezu pro čočku sN.A. = 0,55. Například sN.A. = 0,55 a přijatelným Strehlovým poměrem 0,9 (1Strehlův poměr 0,1 na obr. 7) a se systémem mechaniky disku s bodem s minimální sférickou aberaci umístěným na první datové vrstvě ukazuje, že oddělovací vrstva nemůže být tlustší než asi 0,065 mm. Nicméně podle tohoto vynálezu, kde systém mechaniky disku je navržen tak, že bod s minimální sférickou aberaci je umístěn uprostřed oddělovací vrstvy, může být tloušťka oddělovací vrstvy zdvojena na 0,13 mm. V upřednostňovaném provedení byl použit Strehlův poměr 0,9. Nicméně větší nebo menší hodnota Strehlova poměru může být požadována v závislosti na zvláštních parametrech systému mechaniky disku, jako je N.A. čočky a indexy lomu substrátu a oddělovací vrstvy. Disk s množstvím datových vrstev znázorněný na obr. 6 je znázorněn jako pevná struktura, kde vnější vrstvy jsou substrát 40 a ochranná vrstva 70. V případě systému CD je ochranná vrstva 70 polykarbonát o tloušťce 1,20 mm nebo 1,20 mm-t2/2, v závislosti na provedení. Nicméně disk s množstvím datových vrstev může být také vyroben spojenímGiant. 7 illustrates the location of an enlarged data layer that is feasible according to the present invention for a sN.A lens. = 0.55. For example, sN.A. = 0.55 and an acceptable Strehl ratio of 0.9 (1Strehl ratio of 0.1 in Figure 7) and with a disk drive system with a minimum spherical aberration point located on the first data layer indicate that the spacer layer cannot be thicker than about 0.065 mm . However, according to the present invention, where the disk drive system is designed such that a point with minimal spherical aberration is located in the middle of the spacer layer, the thickness of the spacer layer may be doubled to 0.13 mm. In a preferred embodiment, a Strehl ratio of 0.9 was used. However, a greater or lesser Strehl ratio may be required depending on particular parameters of the disk drive system, such as N.A. lenses and refractive indices of the substrate and the separating layer. The multi-layer data disc shown in FIG. 6 is shown as a solid structure wherein the outer layers are substrate 40 and protective layer 70. In the case of a CD system, the protective layer 70 is a polycarbonate of 1.20 mm or 1.20 mm-t2 thickness. 2, depending on the embodiment. However, a disk with a plurality of data layers can also be made by a connection

-7CZ 293793 B6 dvou tenčích disků s jednou datovou vrstvou. V tomto typu struktury je ochranná vrstva 70 druhý substrát, identický se substrátem 40. Například v případě systému CD dva substráty o tloušťce 0,60 mm, z nichž každý má datovou vrstvu, se spolu spojí materiálem propustným pro světlo, jako je obvyklý fotopolymer, který slouží jako oddělovací vrstva. Datová vrstva na substrátu, přilehlá k Čočce 210, má částečně pro světlo propustný krycí film na části s důlky a datová vrstva na substrátu odvrácená od čočky 210 má úplně světlo propouštějící krycí film na vzoru důlků.-7GB 293793 B6 Two thinner disks with one data layer. In this type of structure, the protective layer 70 is a second substrate, identical to substrate 40. For example, in the case of a CD system, two substrates of 0.60 mm thickness each having a data layer are joined together by a light-permeable material such as a conventional photopolymer, which serves as a separating layer. The data layer on the substrate adjacent to the lens 210 has a partially light transmissive cover film on the dimple portion, and the data layer on the substrate facing away from the lens 210 has a fully light transmissive cover film on the dimple pattern.

Obr. 8 znázorňuje vynález s alternativním typem disku 90 s mnoha datovými vrstvami. Disk 90 obsahuje hliníkový disk 91, datovou vrstvu 92 odvrácenou od čočky 210 vytvořenou na hliníkovém disku 91. oddělovací vrstvu 93 na datové vrstvě 92 a datovou vrstvu 94 přilehlou k čočce 210 vytvořenou na oddělovací vrstvě 93. Plastický prsten 95 je připojen k hliníkovému disku 91 a je umístěn kolem vnějšího obvodu hliníkového disku 91. Prsten 95 nese průhledný povlak 96 z plastického prachu. Povlak 96 z plastického prachu má typicky tloušťku 100 mikronů a je napříč smrštěn a připojen k prstenu 95. Prachový povlak 96 tvoří vzduchovou mezeru od 0,2 do 2,0 mm mezi ním a datovou vrstvou 94. Datové vrstvy 92, 94 jsou záznamu schopné datové vrstvy se změnou fáze WORM, typicky vytvořené z In-Sb-Sn. První datová vrstva 94 nejbližší k čočce 210 má tloušťku od 60 do 120 Angstrómů a je s ohledem na svou tloušťku částečně propustná pro světlo. Druhá datová vrstva 92 nej vzdálenější od čočky 210 má tloušťku od 400 do 2000 Angstrómů a má zvýšenou odrazivost oproti datové vrstvě 94. Oddělovací vrstva 93 je předením povlečený a teplem zpracovaný fotopolymerový film mající typicky tloušťku od 0,05 do 0,15 mm. Jak je patrno z obr. 8, zaostřený bod s minimální sférickou aberací je umístěn uprostřed oddělovací vrstvy 93. V tomto provedení vynálezu substrát, kterým prochází světlo k datovým vrstvám 92. 94, je prachový povlak 96. Korekce sférické aberace pro čočku 210 je tudíž korekce nutná vlivem průchodu světla tloušťkou prachového povlaku 96 (s jeho indexem lomu nl) a jednou polovinou tloušťky oddělovací vrstvy 93 (s indexem lomu n2). Průchod světla vzduchem nezpůsobuje žádnou sférickou aberaci, takže vzduchová mezera mezi prachovým povlakem 96 a první datovou vrstvou 94 se nevyskytuje v korekci sférické aberace pro čočku 210.Giant. 8 illustrates the invention with an alternative type of multi-layered disk 90. The disc 90 includes an aluminum disc 91, a data layer 92 facing away from the lens 210 formed on the aluminum disc 91, a separating layer 93 on the data layer 92, and a data layer 94 adjacent to the lens 210 formed on the separating layer 93. The plastic ring 95 is attached to the aluminum disc 91 and is positioned around the outer periphery of the aluminum disc 91. The ring 95 carries a transparent plastic dust coating 96. The plastic dust coating 96 is typically 100 micron thick and is transversely contracted and attached to the ring 95. The dust coating 96 forms an air gap of 0.2 to 2.0 mm between it and the data layer 94. The data layers 92, 94 are recordable WORM phase change data layers, typically created from In-Sb-Sn. The first data layer 94 closest to the lens 210 has a thickness of from 60 to 120 Angstroms and is partially light transmissive due to its thickness. The second data layer 92 furthest from the lens 210 has a thickness of 400 to 2000 Angstroms and has increased reflectivity over the data layer 94. The spacer layer 93 is a spun-coated and heat-treated photopolymer film typically having a thickness of 0.05 to 0.15 mm. As shown in Figure 8, the focus point with minimal spherical aberration is located in the middle of the separating layer 93. In this embodiment of the invention, the substrate through which the light passes to the data layers 92, 94 is a dust coating 96. the correction necessary due to the passage of light through the thickness of the dust coating 96 (with its refractive index n1) and one half of the thickness of the separating layer 93 (with the refractive index n2). The passage of light through the air does not cause any spherical aberration, so that the air gap between the dust coating 96 and the first data layer 94 does not occur in the spherical aberration correction for the lens 210.

Vynález byl popsán s dvouvrstvým diskem. Vynález je však rovněž využitelný, použij í-li se přídavné datové vrstvy umístěné mezi první datovou vrstvou (nejbližší k čočce) a druhou nebo poslední datovou vrstvou (nejvzdálenější od čočky). Například v disku s osmi datovými vrstvami, kde je oddělovací vrstva definována jako tloušťka mezi nejbližší a nejvzdálenější datovou vrstvou, by byla mechanika navržena tak, že čočka je korigována na sférickou aberaci pro tl plus t2/2 (kde t2 je tloušťka pevného pro světlo propustného materiálu mezi nejbližší a nej vzdálenější datovou vrstvou) a ohybem omezený bod by byl umístěn mezi čtvrtou a pátou datovou vrstvou od čočky.The invention has been described with a double layer disc. However, the invention is also applicable when additional data layers are disposed between the first data layer (closest to the lens) and the second or last data layer (furthest from the lens). For example, in a disk with eight data layers where the separating layer is defined as the thickness between the nearest and furthest data layer, the drive would be designed such that the lens is corrected for spherical aberration for tl plus t2 / 2 (where t2 is the light transmissive thickness material between the closest and furthest data layer) and the flex-restricted point would be located between the fourth and fifth data layers from the lens.

Vynález byl popsán ve vztahu k systému CD. Nicméně je vynález plně využitelný s optickým diskem s libovolným množstvím datových vrstev jako jsou magneto-optické, fázi měnící nebo ablativní disky pro jeden záznam/opakované čtení (WORM).The invention has been described in relation to a CD system. However, the invention is fully applicable with an optical disc having any number of data layers such as magneto-optical, phase changing or ablative single record / read-only (WORM) discs.

Ačkoliv bylo popsáno upřednostňované provedení tohoto vynálezu, odborníkům v oboru bude zřejmé, že je možné provést řadu obměn, aniž by se vybočilo z rámce myšlenky vynálezu definovaného v připojených patentových nárocích.Although a preferred embodiment of the present invention has been described, it will be apparent to those skilled in the art that numerous variations can be made without departing from the spirit of the invention defined in the appended claims.

Claims (10)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Systém (10) mechaniky pro optické disky typu, který obsahuje čočku mající korekci sférické aberace, přičemž míra korekce odpovídá pevné tloušťce světlo propouštějícího materiálu, vyznačující se tím, že obsahuje zdroj (200) laserového světla pro generování paprsku (204) laserového světla, optický disk (12) obsahující (a) světlo propouštějící substrát (40) mající první povrch (41), který tvoří vnější povrch disku, na který dopadá paprsek (204) laserového světla, (b) částečně světlo propouštějící první datovou vrstvu (52) na povrchu substrátu (40) disku protilehle k prvnímu povrchu (41), (c) světlo odrážející druhou datovou vrstvu (62) a (d) světlo propouštějící oddělovací vrstvu (44) umístěnou mezi a oddělující první datovou vrstvu (52) a druhou datovou vrstvu (62) tloušťkou oddělovací vrstvy (44) , motor (16) připevněný k disku (12) pro otáčení diskem (12), čočku (210) umístěnou mezi zdrojem (200) laserového světla a prvním povrchem substrátu (40) pro zaostření paprsku (204) laserového světla do bodu, přičemž pevná tloušťka světlo propouštějícího materiálu, které odpovídá míra korekce sférické aberace čočky (210), je ekvivalentní celkové tloušťce substrátu (40) plus přibližně jedna polovina tloušťky oddělovací vrstvy (44) a prostředek připojený k čočce (210) pro posun čočky vzhledem k disku (12), aby zaostřený bod mohl být přesouván z jedné datové vrstvy na jinou datovou vrstvu, čímž když je bod umístěn na první datové vrstvě (52), má sférickou aberaci, protože celková procházená tloušťka materiálu substrátu (40) disku a oddělovací vrstvy (44) je menší než tloušťka materiálu odpovídající míře korekce sférické aberace o přibližně jednu polovinu tloušťky oddělovací vrstvy (44), a když je bod umístěn na druhé datové vrstvě (62), má sférickou aberaci protože celková procházená tloušťka materiálu substrátu (40) disku a oddělovací vrstvy (44) je větší než tloušťka materiálu odpovídající míře korekce sférické aberace o přibližně jednu polovinu tloušťky oddělovací vrstvy (44).An optical disc drive system (10) of the type comprising a lens having a spherical aberration correction, the correction rate corresponding to a fixed thickness of the light transmissive material, comprising a laser light source (200) for generating a laser light beam (204) , an optical disc (12) comprising (a) a light transmissive substrate (40) having a first surface (41) that forms an outer surface of the disc upon which the laser light beam (204) strikes, (b) partially transmissive to the first data layer (52) ) on the surface of the disc substrate (40) opposite to the first surface (41), (c) a light reflecting second data layer (62) and (d) a light transmitting spacer layer (44) disposed between and separating the first data layer (52) and the second a data layer (62) by the thickness of the separating layer (44), a motor (16) attached to the disc (12) for rotation by the disc (12), a lens (210) positioned between a laser light source (200) and a first surface of the substrate (40) for focusing the laser light beam (204) to a point wherein the fixed thickness of the light transmissive material corresponding to the correction rate of the spherical aberration of the lens (210) is equivalent to the total thickness of the substrate (40) plus about one-half the thickness of the spacer layer (44) and means attached to the lens (210) to move the lens relative to the disc (12) so that the focus point can be moved from one data layer to another data layer the data layer (52), has a spherical aberration because the total material thickness of the disc substrate (40) and the separating layer (44) passed is less than the material corresponding to the spherical aberration correction rate by approximately one half of the separating layer (44). the point located on the second data layer (62) has a spherical aberration because of the total the material thickness of the disc substrate (40) and the spacer layer (44) passed through is greater than the material thickness corresponding to the degree of spherical aberration correction by approximately one-half the thickness of the spacer layer (44). 2. Systém mechaniky podle nároku 1, vyznačující se tím, že pevná tloušťka světlo propouštějícího materiálu odpovídající míře korekce sférické aberace čočky (210) je ekvivalentní substrátu (40) disku majícímu tloušťku tl a index lomu nl, a kde substrát (40) disku je tvořen materiálem majícím index lomu nl a tloušťku přibližně tl-t2/2, kde t2 je tloušťka oddělovací vrstvy (44).The mechanics system of claim 1, wherein the fixed thickness of the light transmissive material corresponding to the degree of correction of the spherical aberration of the lens (210) is equivalent to a disc substrate (40) having a thickness t1 and a refractive index n1, and wherein the disc substrate (40) is formed by a material having a refractive index n1 and a thickness of approximately t1-t2 / 2, wherein t2 is the thickness of the spacer layer (44). 3. Systém mechaniky podle nároku 1, vyznačující se tím, že substrát (40) disku je vytvořen z materiálu mající index lomu nl a tloušťku přibližně tl a oddělovací vrstva (44) je tvořena z materiálu mající index lomu n2 a tloušťku přibližně t2 a kde pevná tloušťka světlo propouštějícího materiálu odpovídající míře korekce sférické aberace čočky (210) je ekvivalentní tloušťce tl materiálu substrátu (40) plus t2/2 tloušťky materiálu oddělovací vrstvy (44).The mechanics system of claim 1, wherein the disc substrate (40) is formed from a material having a refractive index n1 and a thickness of approximately t1 and the separating layer (44) is formed from a material having a refractive index n2 and a thickness of approximately t2 and wherein the fixed thickness of the light transmissive material corresponding to the degree of correction of the spherical aberration of the lens (210) is equivalent to the thickness t1 of the substrate material (40) plus t2 / 2 of the thickness of the separating layer material (44). 4. Systém mechaniky podle nároku 1, vyznačující se tím, že pevná tloušťka světlo propouštějícího materiálu odpovídající míře korekce sférické aberace čočky (210) je přibližně 1,20 mm polykarbonátu a kde substrát (40) disku je vytvořen z polykarbonátu a má tloušťku přibližně 1,20 mm mínus polovina tloušťky oddělovací vrstvy (44).The mechanics system of claim 1, wherein the fixed thickness of the light transmissive material corresponding to the degree of correction of the spherical aberration of the lens (210) is approximately 1.20 mm polycarbonate and wherein the disc substrate (40) is formed of polycarbonate and has a thickness of approximately 1 mm. 20 mm minus half the thickness of the separating layer (44). -9CZ 293793 B6-9EN 293793 B6 5. Systém mechaniky podle nároku 1, vyznačující se tím, že pevná tloušťka světlo propouštějícího materiálu odpovídající míře korekce sférické aberace čočky (210) je přibližně 0,60 mm polykarbonátu a ve kterém substrát (40) disku je vytvořen z polykarbonátu a má tloušťku přibližně 0,60 mm mínus polovina tloušťky oddělovací vrstvy (44).The mechanics system of claim 1, wherein the fixed thickness of the light transmissive material corresponding to the degree of correction of the spherical aberration of the lens (210) is approximately 0.60 mm polycarbonate and wherein the disc substrate (40) is formed of polycarbonate and has a thickness of approximately 0.60 mm minus half the thickness of the separating layer (44). 6. Systém mechaniky podle nároku 1, vyznačující se tím, že substrát (40) disku je vytvořen z polykarbonátu a má tloušťku přibližně 1,20 mm a kde pevná tloušťka světlo propouštějícího materiálu odpovídající míře korekce sférické aberace čočky (210) je ekvivalentní 1,20 mm polykarbonátu plus přibližně polovina tloušťky oddělovací vrstvy (44).The mechanics system of claim 1, wherein the disc substrate (40) is formed of polycarbonate and has a thickness of approximately 1.20 mm and wherein the fixed thickness of the light transmissive material corresponding to the degree of correction of the spherical aberration of the lens (210) is equivalent to 1. 20 mm polycarbonate plus approximately half the thickness of the spacer layer (44). 7. Systém mechaniky podle nároku 1, vyznačující se tím, že substrát (40) disku je vytvořen z polykarbonátu a má tloušťku přibližně 0,60 mm a kde pevná tloušťka světlo propouštějícího materiálu odpovídající míře korekce sférické aberace čočky (210) je ekvivalentní 0,60 mm polykarbonátu plus přibližně polovina tloušťky oddělovací vrstvy (44).The drive system of claim 1, wherein the disc substrate (40) is made of polycarbonate and has a thickness of about 0.60 mm and wherein the fixed thickness of the light transmissive material corresponding to the degree of correction of the spherical aberration of the lens (210) is equivalent to 0, 60 mm polycarbonate plus approximately half the thickness of the spacer layer (44). 8. Optický datový disk (12) typu čitelného paprskem (204) laserového světla vysílaným čočkou (210) mající korekci sférické aberace, přičemž míra korekce odpovídá tloušťce světlo propouštějícího materiálu, vyznačující se tím, že disk (12) obsahuje světlo propouštějící substrát (40) mající tloušťku tl a první povrch (41), který tvoří vnější stranu disku, na níž dopadá paprsek laserového světla (204) z čočky (210), částečně světlo propouštějící první datovou vrstvu (52) na povrchu substrátu protilehlém k prvnímu povrchu (41), světlo odrážející druhou datovou vrstvu (62) a světlo propouštějící oddělovací vrstvu (44) mající tloušťku t2 a umístěnou mezi a oddělující první datovou vrstvu (52) a druhou datovou vrstvu (62), tloušťka tl materiálu substrátu plus polovina tloušťky t2 materiálu oddělovací vrstvy (44) je ekvivalentní tloušťce světlo propouštějícího materiálu odpovídajícího míře korekce sférické aberace čočky (210).An optical data disc (12) of a laser light beam type (204) emitted by a lens (210) having a spherical aberration correction, the correction rate corresponding to the thickness of the light transmissive material, characterized in that the disc (12) comprises a light transmissive substrate (40). ) having a thickness t1 and a first surface (41) that forms an outer side of the disc upon which a laser light beam (204) rises from the lens (210) partially transmitting light through the first data layer (52) on the substrate surface opposite the first surface (41) ), a light reflecting second data layer (62) and a light transmitting spacer layer (44) having a thickness t2 and positioned between and separating the first data layer (52) and the second data layer (62), the substrate material thickness t1 plus half the material thickness t2. The layer (44) is equivalent to the thickness of the light transmissive material corresponding thereto on the degree of correction of spherical aberration of the lens (210). 9. Disk (12) podle nároku 8, vyznačující se tím, že disk (12) je kompaktní disk (CD), ve kterém je substrát (40) disku vytvořen z polykarbonátu a ve kterém velikost sférické aberace požadovaná pro tloušťku tl materiálu substrátu (40) plus polovina tloušťky t2 materiálu oddělovací vrstvy (44), je ekvivalentní velikosti korekce sférické aberace vyžadované pro přibližně 1,20 mm polykarbonátu.Disc (12) according to claim 8, characterized in that the disc (12) is a compact disc (CD) in which the disc substrate (40) is made of polycarbonate and in which the spherical aberration size required for the substrate thickness t1 ( 40) plus half the thickness t2 of the spacer layer material (44) is equivalent to the spherical aberration correction amount required for approximately 1.20 mm polycarbonate. 10. Disk (12) podle nároku 8, vyznačující se tím, že disk (12) je kompaktní disk (CD), ve kterém je substrát (40) vytvořen z polykarbonátu a ve kterém velikost sférické aberace vyžadovaná pro tloušťku tl materiálu substrátu (40) plus polovina tloušťky t2 materiálu oddělovací vrstvy (44), je ekvivalentní míře korekce sférické aberace, vyžadované pro přibližně 0,60 mm polykarbonátu.The disc (12) of claim 8, wherein the disc (12) is a compact disc (CD) in which the substrate (40) is formed of polycarbonate and wherein the amount of spherical aberration required for the thickness t1 of the substrate material (40). ), plus half the thickness t2 of the spacer layer material (44), is equivalent to the degree of spherical aberration correction required for approximately 0.60 mm polycarbonate.
CZ19972735A 1995-03-13 1996-02-01 Multiple data layer optical disk drive system with fixed aberration correction and optimum interlayer spacing CZ293793B6 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/403,166 US5625609A (en) 1995-03-13 1995-03-13 Multiple data layer optical disk drive system with fixed aberration correction and optimum interlayer spacing
PCT/GB1996/000212 WO1996028818A1 (en) 1995-03-13 1996-02-01 Multiple data layer optical disk drive system with fixed aberration correction and optimum interlayer spacing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ273597A3 CZ273597A3 (en) 1997-12-17
CZ293793B6 true CZ293793B6 (en) 2004-08-18

Family

ID=23594712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19972735A CZ293793B6 (en) 1995-03-13 1996-02-01 Multiple data layer optical disk drive system with fixed aberration correction and optimum interlayer spacing

Country Status (18)

Country Link
US (1) US5625609A (en)
EP (1) EP0886857B1 (en)
JP (1) JP2825107B2 (en)
KR (1) KR100188488B1 (en)
CN (2) CN1053515C (en)
AT (1) ATE197652T1 (en)
BR (1) BR9600345A (en)
CA (1) CA2215323C (en)
CZ (1) CZ293793B6 (en)
DE (1) DE69610997T2 (en)
ES (1) ES2153088T3 (en)
HK (1) HK1032656A1 (en)
HU (1) HU224498B1 (en)
MY (1) MY112200A (en)
PL (1) PL179637B1 (en)
RU (1) RU2190882C2 (en)
TW (2) TW549539U (en)
WO (1) WO1996028818A1 (en)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5726969A (en) * 1994-12-28 1998-03-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical recording medium having dual information surfaces
KR100402169B1 (en) * 1995-04-27 2004-03-10 닛폰콜롬비아 가부시키가이샤 Multi-layer structure photo information media
JP3210549B2 (en) * 1995-05-17 2001-09-17 日本コロムビア株式会社 Optical information recording medium
KR100199298B1 (en) * 1995-06-08 1999-06-15 모리시따요오이 찌 Dual-layered optical disc and pickup head
US5555537A (en) * 1995-06-30 1996-09-10 International Business Machines Corporation Optical data storage system with multiple write-once phase-change recording layers
KR0183172B1 (en) * 1995-09-30 1999-04-15 김광호 Dual layer disk focusing apparatus and method thereof
TW314621B (en) * 1995-12-20 1997-09-01 Toshiba Co Ltd
JPH09259470A (en) * 1996-03-21 1997-10-03 Toshiba Corp Laminated information recording medium
US6243350B1 (en) 1996-05-01 2001-06-05 Terastor Corporation Optical storage systems with flying optical heads for near-field recording and reading
JP3434419B2 (en) * 1996-08-09 2003-08-11 パイオニア株式会社 Recording medium and its reading device
JP2910725B2 (en) * 1997-04-14 1999-06-23 日本電気株式会社 Recording failure determination device for optical disk recording system
US6091549A (en) * 1998-04-14 2000-07-18 Siros Technologies, Inc. Method and apparatus for adjustable spherical aberration correction and focusing
US6496468B2 (en) 1998-05-29 2002-12-17 Terastor Corp. Beam focusing in near-field optical recording and reading
US6115339A (en) * 1998-06-17 2000-09-05 International Business Machines Corporation Method and system in an optical storage disc drive for conserving laser power
AU5449799A (en) * 1998-09-10 2000-04-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical information recording medium, method of manufacture thereof, and method of recording and reproduction
US6728179B1 (en) * 1999-05-10 2004-04-27 Sharp Kabushiki Kaisha Apparatus and method for optical recording/reproducing information including electrical spherical-aberration correction mechanism having low power consumption
WO2000079525A1 (en) 1999-06-22 2000-12-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical disk, optical disk device, and reproducing method for optical disk
JP3363112B2 (en) * 1999-06-30 2003-01-08 株式会社東芝 Laminated optical recording medium, method for reproducing laminated optical recording medium, and reproducing apparatus for laminated optical recording medium
JP3614746B2 (en) * 2000-03-01 2005-01-26 松下電器産業株式会社 Semiconductor laser device and optical pickup device
JP2002170276A (en) * 2000-12-01 2002-06-14 Pioneer Electronic Corp Optical multi-layer information recording medium
JP2003045042A (en) * 2001-07-31 2003-02-14 Toshiba Corp Thickness irregularity correction method for information recording medium and information recording and reproducing device using thickness irregularity correction method
US6544617B1 (en) * 2001-08-09 2003-04-08 Eastman Kodak Company Phase-change recording element for write once applications
KR20040029041A (en) * 2001-08-28 2004-04-03 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Method for recording on multi-layer phase-change optical discs
US20070111142A1 (en) * 2001-12-06 2007-05-17 Kazuo Watabe Optical disk and recording/reproducing apparatus
JP2003173572A (en) * 2001-12-06 2003-06-20 Toshiba Corp Optical disk and its recording and playing-back apparatus
US7028266B2 (en) * 2002-04-05 2006-04-11 Microsoft Corporation Processing occluded windows during application sharing
JP4295474B2 (en) * 2002-05-24 2009-07-15 ソニー株式会社 Disk recording medium, disk drive device, and disk manufacturing method
CN100403424C (en) * 2002-09-11 2008-07-16 皇家飞利浦电子股份有限公司 Multilayer optical disc having a recording stack type indicator
KR100677108B1 (en) * 2003-06-12 2007-02-01 삼성전자주식회사 Information storage medium
CN1839442B (en) * 2003-08-21 2011-01-19 皇家飞利浦电子股份有限公司 Method for recording information on a multi layer record carrier
ATE356407T1 (en) * 2003-08-26 2007-03-15 Koninkl Philips Electronics Nv OPTICAL SCANNING DEVICE
US7738340B2 (en) * 2003-11-27 2010-06-15 Ricoh Company, Ltd. Optical disk apparatus with aberration correcting part, and optical disk
US20080219131A1 (en) * 2004-01-19 2008-09-11 Koninklijke Philips Electronic, N.V. Objective Lens
JP4400342B2 (en) * 2004-07-02 2010-01-20 コニカミノルタオプト株式会社 Objective lens and optical pickup device
JP2006073053A (en) 2004-08-31 2006-03-16 Tdk Corp Optical recording medium
WO2006038633A1 (en) * 2004-10-05 2006-04-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Information recording medium, method for manufacturing such information recording medium, processor for such information recording medium and preparation method for using such information recording medium, information recording method and information recording device
KR20070095343A (en) * 2004-12-20 2007-09-28 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Multi-spot detector arrangement for multi-layer record carriers
EP1831879A2 (en) * 2004-12-20 2007-09-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. An information reproducing method
JP2006286132A (en) * 2005-04-04 2006-10-19 Sony Corp Disk drive unit and spherical aberration compensation method
US7593305B1 (en) 2005-09-09 2009-09-22 Seagate Technology Llc Removing spherical aberrations for two photon recording
WO2007097150A1 (en) 2006-02-27 2007-08-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical pickup, optical disc drive and optical information device
RU2491660C2 (en) * 2008-07-31 2013-08-27 Панасоник Корпорэйшн Optical data recording medium and recording and reproducing device
RU2607500C2 (en) * 2010-12-16 2017-01-10 Бистроник Лейзер Аг Device for laser processing and method for laser processing, containing singlet lens for focusing
JP6616368B2 (en) * 2017-09-14 2019-12-04 ファナック株式会社 Laser processing device that corrects processing conditions according to the contamination level of the optical system before laser processing

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4090031A (en) * 1974-10-21 1978-05-16 Eli S. Jacobs Multi-layered opitcal data records and playback apparatus
NL7803069A (en) * 1978-03-22 1979-09-25 Philips Nv MULTI-LAYER INFORMATION DISK.
US4797545A (en) * 1985-09-10 1989-01-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Optical head device having positionally adjustable parts
JP2633535B2 (en) * 1986-09-18 1997-07-23 ソニー株式会社 Optical pickup device
JPS63146244A (en) * 1986-12-10 1988-06-18 Hitachi Ltd Wavelength multiplex light recording device
JPH0354740A (en) * 1989-07-24 1991-03-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical information recording member and optical information recording and reproducing device
JPH03116548A (en) * 1989-09-29 1991-05-17 Toshiba Corp Optical information recording and reproducing device
US5148421A (en) * 1990-04-20 1992-09-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical head
JPH0492236A (en) * 1990-08-07 1992-03-25 Asahi Optical Co Ltd Optical system for optical disk device
US5235581A (en) * 1990-08-09 1993-08-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical recording/reproducing apparatus for optical disks with various disk substrate thicknesses
JPH04364229A (en) * 1990-11-01 1992-12-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical recording and reproducing device and recording medium
US5202875A (en) * 1991-06-04 1993-04-13 International Business Machines Corporation Multiple data surface optical data storage system
JP3266627B2 (en) * 1991-10-11 2002-03-18 株式会社日立製作所 Information playback device
JPH0777031B2 (en) * 1991-10-16 1995-08-16 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション Aberration compensator
US5157555A (en) * 1991-12-04 1992-10-20 General Electric Company Apparatus for adjustable correction of spherical aberration
US5251198A (en) * 1992-05-29 1993-10-05 Strickler James H Reading device for multi-layered optical information carrier
KR100385382B1 (en) * 1994-08-23 2003-05-27 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Device for scanning information layers of an optical record carrier

Also Published As

Publication number Publication date
CN1135636A (en) 1996-11-13
CA2215323C (en) 2002-03-19
HU224498B1 (en) 2005-10-28
US5625609A (en) 1997-04-29
HUP9801981A3 (en) 2002-11-28
RU2190882C2 (en) 2002-10-10
PL322062A1 (en) 1998-01-05
DE69610997T2 (en) 2001-04-19
HK1032656A1 (en) 2001-07-27
EP0886857B1 (en) 2000-11-15
KR100188488B1 (en) 1999-06-01
CN1053515C (en) 2000-06-14
EP0886857A1 (en) 1998-12-30
CN1274914A (en) 2000-11-29
MY112200A (en) 2001-04-30
JP2825107B2 (en) 1998-11-18
WO1996028818A1 (en) 1996-09-19
DE69610997D1 (en) 2000-12-21
CN1127066C (en) 2003-11-05
CA2215323A1 (en) 1996-09-19
KR960035485A (en) 1996-10-24
BR9600345A (en) 1998-01-27
JPH10500525A (en) 1998-01-13
PL179637B1 (en) 2000-10-31
CZ273597A3 (en) 1997-12-17
TW364993B (en) 1999-07-21
HUP9801981A2 (en) 1998-12-28
TW549539U (en) 2003-08-21
ES2153088T3 (en) 2001-02-16
ATE197652T1 (en) 2000-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ293793B6 (en) Multiple data layer optical disk drive system with fixed aberration correction and optimum interlayer spacing
US5373499A (en) Multilayer optical disk and system having multiple optical paths include identical total disk substrate thickness
JP3246595B2 (en) Optical data storage medium and optical data storage system
JP3082168B2 (en) Optical data storage
JP4419948B2 (en) Optical recording and playback method
JPH0362321A (en) Optical recording device
US5966363A (en) Optical and magneto-optic data storage systems utilizing transmissive media
JP2002092927A (en) Optical pickup device, method for manufacturing optical element, optical information recording medium and optical disk unit
WO2002075732A1 (en) Optical disk
JP2004206854A (en) Optical information recording medium
US20050232126A1 (en) Optical data storage medium and use of such medium

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MK4A Patent expired

Effective date: 20160201